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    科研項目
    國家自然科學基金項目
    發表時間:2015-2-6   閱讀次數:2132



    高鐵站房大跨樓蓋結構隨機人群荷載效應及其MTMD減振控制研究

        隨著高速鐵路和客運專線的快速發展,新型高速鐵路站房具有更輕更柔、空間跨度大、阻尼比低和結構體系復雜等特點,使得大跨樓蓋結構在人群活動下容易產生較大的動力響應,特別是候車廳的人體舒適度問題變得越來越引起人們的關注。

        本項目擬構建隨機人群活動荷載的力學模型,開展高速鐵路站房大跨樓蓋結構振動響應全過程分析,研究“人—站房結構—TMD”減振體系的分析、設計和優化方法。相關成果不僅為各種隨機人群活動荷載下新型站房大跨樓蓋結構的振動分析提供理論研究基礎,也可以指導相關實際工程的分析設計。

        本項目主要研究內容包括:

         1. 進行隨機人群活動荷載的現場監測和試驗,通過對監測數據的統計和歸納,構造符合高速鐵路站房特點的隨機人群活動行為的荷載模型;

         2. 建立“人-站房結構”系統一體化的分析模型和進行站房結構在隨機人群荷載下的振動響應的高效分析方法,研究各種因素對結構最大加速度響應的影響規律;

         3. 研制開發高效可調型懸吊式TMD;

         4. 建立人—站房結構-MTMD減振體系的分析、優化和簡化設計方法;

         5. 通過結構振動響應的現場監測,驗證分析方法的正確性。本項目的實施,為隨機人群荷載作用下新型站房結構的振動分析和設計提供理論研究基礎,并促進消能減振控制技術的進一步發展和推廣應用。

    現場檢測

        本研究所建模型為5m×8m大跨樓板,基頻4.609Hz。為了檢測樓板豎向振動,確定調頻質量阻尼器(TMD)的減振效果,本次測試分別對安裝TMD前和安裝TMD后,樓板在相同外界激勵(多人按一定的頻率進行行走和跳躍)下的振動情況進行測試。

       
    TMD測點布置圖







    2.3Hz外部激勵減振前、后加速度時程曲線對比

    通過對樓板進行現場測試對比分析工作,得出如下結論:

    樓板在加TMD后,結構減振效果明顯,尤其是在頻率為2.3Hz情況下,減振率最高可達56.94%,說明結構添加TMD是十分有必要的,同時TMD切實發揮其該有的作用。







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